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CRESCIMENTO MICROBIANO Profa. Dra. Simone Lima São Pedro CRESCIMENTO MICROBIANO A sobrevivência e o crescimento de qualquer microrganismo em um determinado ambiente dependem de suas características metabólicas Serratia marcescens, podem formar biofilmes em cateteres urinários ou em lentes de contato CRESCIMENTO MICROBIANO METABOLISMO ca ta b o lis m o an ab o lis m o Composição macromolecular de uma célula procariótica NUTRIÇÃO DOS MICRORGANISMOS FATORES NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO MICROBIANO MACRONUTRIENTES C H O P N S Carboidratos, proteínas e lipídeos (ou gorduras) MICRONUTRIENTES FATORES QUÍMICOS NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO MICROBIANO FATORES DE CRESCIMENTO PROCESSO DE NUTRIÇÃO DOS PROCARIOTOS PROCESSO DE NUTRIÇÃO DOS PROCARIOTOS FONTES DE CARBONO E ENERGIA PARA O CRESCIMENTO BACTERIANO FATORES FÍSICOS NECESSÁRIOS PARA O CRESCIMENTO MICROBIANO Classificação dos microrganismos quanto a temperatura de crescimento • PSICRÓFILOS (microrganismos que gostam de frio, temperatura ótima abaixo de 15º C) • MESÓFILOS (microrganismos que gostam de temperaturas moderadas, temperatura ótima entre 20 a 40º C) • TERMÓFILOS (microrganismos que gostam de calor, temperatura ótima acima de 45º C). Cada espécie bacteriana cresce a temperaturas mínima, ótima e máxima específicas Efeito da temperatura no crescimento microbiano Temperatura mínima de crescimento é a menor temperatura na qual a espécie pode crescer. Temperatura ótima de crescimento é a temperatura na qual a espécie cresce melhor. Temperatura máxima de crescimento é a maior temperatura na qual o crescimento é possível. O pico da curva representa o crescimento ótimo (reprodução mais rápida). Observe que a velocidade decrescimento decresce rápido para temperaturas apenas um pouco acima do ótimo. fontes termais (atividade vulcânica) solo exposto ao sol e águas termais, deteriorantes patogênicos. Classificação dos microrganismos quanto a temperatura de crescimento Temperaturas de preservação de alimentos As baixas temperaturas reduzem as velocidades de reprodução microbiana, sendo esse o princípio básico da Refrigeração. QUANTIDADE DE ALIMENTO X VELOCIDADE RESFRIAMENTO Exemplo: panela de arroz com profundidade de 5 cm resfriou abaixo da faixa de temperatura de incubação de Bacillus cereus em cerca de 1 e 1/2 hora, ao passo que a panela de arroz com profundidade de 15 cm permaneceu na faixa de incubação durante cerca de 5 horas. A maioria das bactérias cresce melhor em uma faixa estreita de pH próxima da neutralidade, entre pH 6,5 e 7,5 Classificação dos microrganismos quanto a variação de Ph BACTÉRIAS NEUTRÓFILAS (Maioria das bactérias patogênicas) BACTÉRIAS ACIDÓFILAS ( Helicobacter pylorique coloniza a parede estomacal) pH entre 5,4 a 8,5 pH: 0,1 e 5,4 pH entre 8,5 e 11,5 BACTÉRIAS ALCALINÓFILAS (Pseudomonas pseudoalcaligenes, Ph:8,5) Classificação das bactérias quanto a tolerância ao Ph: . Efeito da Pressão Osmótica no Crescimento Bacteriano A pressão osmótica é a força com que a água se move, por meio da membrana citoplasmática de uma solução contendo uma baixa concentração de substâncias dissolvidas (solutos), para outra com alta concentração de solutos Microrganismo Halófito: é dependente de altas concentrações de sal para o crescimento. São os organismos encontrados nos mares (6 a 15% de Cloreto de Sódio). Microrganismo Não Halófito: são aqueles em que a salinidade é tóxica e ocasiona a lise celular.- Intolerantes a salinidade Microrganismo Halotolerante: é aquele que tolera certa dose de salinidade (Concentração de 1 a 6% de Cloreto de Sódio). Microrganismo Halófito Extremo: é aquele dependente exclusivamente de concentrações muito altas de sal para exercer o seu crescimento (Concentração de 15 a 30% de Cloreto de Sódio). Classificação dos microrganismos quanto ao efeito da Pressão Osmótica Se adaptaram tão bem às altas concentrações de sais, que eles, de fato, necessitam dos sais para o seu crescimento. Os organismos de águas salinas, como o Mar Morto, requerem frequentemente cerca de 30% de sal, e a alça de inoculação (equipamento usado no laboratório para manipulação de bactérias) utilizada para transferência deve primeiramente ser mergulhada em uma solução saturada de sal VOCÊ SABIA? MICRORGANISMOS HALÓFILOS EXTREMOS Mar morto 33% salinidade alça de inoculação Presença de sais (ou outros solutos) em uma solução, causa o aumento da pressão osmótica - Preservar alimentos. Ex: Peixe salgado, mel , leite condensado Concentrações elevadas de sal ou açúcar removem a água de qualquer célula microbiana presente e, consequentemente, impedem seu crescimento. Intolerância ao efeito da pressão osmótica e a preservação dos alimentos O efeito do oxigênio no crescimento de vários tipos de bactérias Escherichia coli, encontrada no trato intestinal de seres humanos. O gênero Clostridium, o qual contém espécies que causam o tétano e o botulismo, Ciclo celular bacteriano TEMPO DE GERAÇÃO: • É o tempo necessário para uma célula se dividir (e a sua população dobrar) • Para o cálculo do tempo de geração das bactérias, consideraremos somente a reprodução por fissão binária (mais comum) • A maioria das bactérias tem um tempo de geração de 1 a 3 horas; outras requerem mais de 24 horas por geração. Ex: A cada 20 minutos (E. coli) em condições favoráveis. Após 20 gerações, uma única célula inicial poderá ter gerado mais de um milhão de células. Crescimento de culturas bacterianas CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO Intensa atividade, preparação para o crescimento populacional, (sem o aumento da população) Aumento logaritmico ou exponencial da população Período equilíbrio As mortes são equilibradas pela produção de novas células A população se reduz em uma taxa logarirmica (LATÊNCIA) (EXPONENCIAL) Fase Lag (fase de adaptação) É o período que ocorre pouca divisão celular. Durante esse tempo, as células se encontram em um estado de latência. Esta população está passando por um período de INTENSA ATIVIDADE METABÓLICA, principalmente síntese de enzimas e de moléculas variadas. Fase Log (fase exponencial) A partir de um determinado momento, as células iniciam seu processo de divisão entrando no PERÍODO DE CRESCIMENTO. Durante esse período, a reprodução celular encontra-se extremamente ativa, e o tempo de geração atinge um valor constante, é o período de maior atividade metabólica da célula. Fase Estacionária Em determinado momento a velocidade de crescimento diminui, o número de morte celular é equivalente ao número de células novas, e a população se torna ESTÁVEL. A atividade metabólica de cada célula também decresce nesse estágio, há pouco nutriente e acúmulos de produtos de degradação. Fase de Declínio Em determinado momento, a população microbiana entra na fase de morte celular, pois o número de células mortas excede o de células novas. Essa fase continua até que a população tenha diminuído para uma pequena fração do número de células da fase anterior, ou até que tenha desaparecido totalmente. Não Há nutriente CURVAS DE CRESCIMENTO MICROBIANO
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